Partage de solutions techniques pour la recharge des navires et le remplacement des batteries aux terminaux

Alors que l’attention mondiale portée à la protection de l’environnement et au développement durable ne cesse de croître, les technologies d’énergie verte sont de plus en plus largement adoptées dans de nombreux secteurs. En tant que maillon essentiel de la chaîne d’approvisionnement énergétique, l’efficacité opérationnelle et la performance environnementale des terminaux à charbon des centrales électriques influencent directement la durabilité de l’ensemble du système énergétique. Ces dernières années, les technologies de recharge navire‑à‑terre et d’échange de batteries, en tant que solutions émergentes d’énergie verte, ont été progressivement mises en œuvre et promues sur les terminaux à charbon. Cet article propose une solution technique pour la recharge navire‑à‑terre et l’échange de batteries aux terminaux à charbon des centrales électriques, en examinant ses avantages, ses scénarios d’application potentiels ainsi que les tendances futures de son développement.

I. Schéma technologique de recharge des navires et d’échange de batteries

  Principe technique

Les technologies de recharge et de remplacement des batteries en milieu maritime se déclinent principalement selon deux modes : la recharge et le remplacement des batteries. Le mode de recharge consiste à utiliser des stations de charge situées à quai pour recharger les batteries du navire, de manière analogue au processus de recharge des véhicules électriques. Le mode de remplacement des batteries, quant à lui, permet un ravitaillement rapide en énergie en procédant au remplacement du pack batterie du navire.

Mode de charge

• Installation d’une station de recharge Des stations de recharge haute puissance sont installées au terminal, prenant en charge les modes de recharge rapide et lente.

• Gestion de la charge Grâce à un système de gestion intelligent, l’état de charge est surveillé en temps réel, l’efficacité de la charge est optimisée et la sécurité de la recharge est assurée.

• Port de charge : Adopte une interface de charge standardisée, garantissant la compatibilité avec les navires électriques de divers modèles.

  
  

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Modèle d’échange de batteries

• Station d’échange de batteries : Mettre en place des stations d’échange de batteries aux terminaux, dotées de systèmes automatisés permettant un remplacement rapide des packs de batteries.

• Gestion de la batterie : Mettre en place un système de gestion de la batterie afin d’assurer une gestion centralisée du pack batterie, garantissant à la fois ses performances et sa sécurité.

• Normalisation des batteries : Promouvoir la normalisation des batteries afin d’accroître leur polyvalence et leur interchangeabilité.

Organigramme

Le projet prévoit le lancement d’une initiative de démonstration destinée au secteur de la recharge des navires et du remplacement des batteries, dans un port désigné. La centrale électrique comprendra un terminal de recharge équipé de stations de charge afin d’alimenter les navires de démonstration. Au total, 4 à 6 batteries de stockage d’énergie conteneurisées seront déployées et louées aux navires de démonstration. Ces navires pourront servir à la fois de démonstrateurs du système de remplacement des batteries et de transporteurs de marchandises. Les batteries conteneurisées assureront la propulsion, tandis qu’un système automatisé de remplacement des batteries garantira une autonomie accrue. Chaque batterie conteneurisée dispose d’une capacité de 1 935 kWh.

Au sein de la centrale, le local des appareillages à moyenne tension dispose d’une puissance totale de transformation de 5 309 kVA, dont 5 161 kVA sont déjà en service, ce qui laisse 148 kVA disponibles. Un coffret d’appareillage de sortie de secours à moyenne tension est prévu, équipé de disjoncteurs de 630 A. Le local des appareillages comprend également un coffret de distribution de sortie de secours dédié. Si le terminal installe des équipements de recharge par alimentation à quai, les transformateurs du local devront être renforcés afin d’augmenter la capacité globale, portant ainsi la capacité totale de l’installation à 1 000 kVA à 2 000 kVA, conformément aux besoins du système de recharge.

Construire un nouveau système d’alimentation à quai pour navires, de 1000 kVA, sous container, comprenant deux groupes de sortie, chacun… 500 kVA, pour la recharge de batteries d’alimentation de type conteneur embarquées. Ce système est équipé de deux ensembles d’appareils de levage à câble. Chaque unité de levage par câble est équipée de deux jeux de raccords à connexion rapide de 500 A, permettant la liaison entre l’alimentation à quai et le système de batteries du navire. Le point d’accès est alimenté par le système d’alimentation électrique du terminal, avec une tension de 6 kV/50 Hz. L’alimentation de sortie se compose de deux canaux en courant continu de 800 V, 500A

Système de charge marin

Ce système d’alimentation à quai comprend trois unités d’alimentation, capables de recharger simultanément jusqu’à trois navires. Les stations de recharge sont simples d’utilisation, permettant aux navires à quai d’effectuer le processus de charge de manière autonome. Chaque unité affiche en temps réel des informations telles que les tarifs électriques, l’intensité du courant et la puissance délivrée. La facturation est structurée selon une combinaison de frais d’électricité et d’une redevance au kilowattheure; le tarif électrique suit le barème applicable aux grands consommateurs industriels. En conséquence, les coûts d’exploitation des navires sont nettement réduits.

Système de stockage d’énergie embarqué et à terre

Les systèmes de stockage d’énergie comprennent généralement un pack de batteries, un système de gestion de la batterie (BMS), un système de conversion de puissance bidirectionnel (PCS), un système de gestion de l’énergie (EMS), une armoire de commutation, un système de sécurité, un système de régulation de la température et un système de distribution. Lors de la décharge, la batterie utilise le convertisseur de stockage d’énergie pour transformer l’énergie électrique continue en énergie électrique alternative, à la même fréquence et en phase avec la tension du réseau ; cette énergie est ensuite injectée dans le système de charge correspondant après isolation par un transformateur. Pendant la charge, le réseau fournit une alimentation alternative, qui est convertie en courant continu par le convertisseur de stockage d’énergie et stockée dans la batterie.

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